Isoleucin
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
| Strukturformel | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 L-Isoleucin |
|||||||||
| Allgemeines | |||||||||
| Name | Isoleucin | ||||||||
| Andere Namen |
|
||||||||
| Summenformel | C6H13NO2 | ||||||||
| CAS-Nummer |
|
||||||||
| PubChem | 791 | ||||||||
| ATC-Code | |||||||||
| DrugBank | NUTR00031 | ||||||||
| Kurzbeschreibung | farbloser Feststoff mit schwachem Geruch [1] | ||||||||
| Eigenschaften | |||||||||
| Molare Masse | 131,17 g·mol−1 | ||||||||
| Aggregatzustand |
fest |
||||||||
| Schmelzpunkt |
Zersetzung: 284 °C ((L-Isoleucin)[1] |
||||||||
| pKs-Wert |
|
||||||||
| Löslichkeit |
löslich in Wasser: 40 g·l−1 (20 °C) ((L-Isoleucin)[1] |
||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||
|
|||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||
L-Isoleucin ist eine essentielle proteinogene α-Aminosäure, die zur Aspartatgruppe zählt, sich also von der Asparaginsäure ableitet.
Isoleucin besitzt zwei Stereozentren, somit existieren vier Stereoisomere, in unserer Umwelt spielt jedoch nur das L-Isoleucin als proteinogene Aminosäure eine Rolle und ist physiologisch bedeutsam.
L-Leucin, L-Norleucin und L-tert-Leucin sind Konstitutionsisomere des L-Isoleucins und des L-allo-Isoleucins. Das gilt auch für deren Isomere mit D-Konfiguration.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Geschichte
L-Isoleucin wurde erstmals 1904 von Felix Ehrlich aus entzuckerter Melasse isoliert.
[Bearbeiten] Vorkommen
Isoleucin ist Bestandteil tierischen und pflanzlichen Proteins. Die folgenden Beispiele beziehen sich jeweils auf 100 g des Lebensmittels, zusätzlich ist der prozentuale Anteil von Isoleucin am Gesamtprotein angegeben.[3]
| Lebensmittel | Gesamtprotein | Isoleucin | Anteil |
|---|---|---|---|
| Rindfleisch, roh | 21,26 g | 967 mg | 4,5 % |
| Hähnchenbrustfilet, roh | 23,09 g | 1219 mg | 5,3 % |
| Lachs, roh | 20,42 g | 968 mg | 4,7 % |
| Hühnerei | 12,58 g | 672 mg | 5,3 % |
| Kuhmilch, 3,7 % Fett | 3,28 g | 198 mg | 6,0 % |
| Walnüsse | 15,23 g | 625 mg | 4,1 % |
| Weizen-Vollkornmehl | 13,70 g | 508 mg | 3,7 % |
| Mais-Vollkornmehl | 6,93 g | 248 mg | 3,6 % |
| Reis, ungeschält | 7,94 g | 336 mg | 4,2 % |
| Erbsen, getrocknet | 24,55 g | 1014 mg | 4,1 % |
[Bearbeiten] Eigenschaften
Isoleucin liegt am isoelektrischen Punkt (einem bestimmten pH-Wert) als Zwitterion (inneres Salz) vor, d. h. das Proton der Carboxylgruppe (–COOH) ist abdissoziiert und protoniert die Aminogruppe (–NH2).
- Seitenkette: lipophil
- isoelektrischer Punkt: 5,94[4]
- van-der-Waals-Volumen: 124
- Lipidlöslichkeit: LogP = 4,5
[Bearbeiten] Stereochemie
Isoleucin besitzt zwei Stereozentren, somit existieren vier Stereoisomere, in unserer Umwelt spielt jedoch nur das L-Isoleucin [Synonym: (2S,3S)-Isoleucin] als proteinogene Aminosäure eine Rolle. Enantiomer zum natürlichen L-Isoleucin ist das D-Isoleucin [Synonym: (2R,3R)-Isoleucin]. L-allo-Isoleucin [Synonym: (2S,3R)-allo-Isoleucin] und dessen Enantiomer D-allo-Isoleucin [Synonym (2R,3S)-allo-Isoleucin] sind Diastereomere der proteinogenen Aminosäure L-Isoleucin. Allein das L-Isoleucin (2-Amino-3-methylvaleriansäure) mit (2S,3S)-Konfiguration ist physiologisch bedeutsam.
 |
| L-Isoleucin (2S,3S) bzw. D-Isoleucin (2R,3R) |
  |
| L-allo-Isoleucin (2S,3R) bzw. D-allo-Isoleucin (2R,3S) |
[Bearbeiten] Biochemische Bedeutung
Einerseits wird Isoleucin als Baustein für den Proteinaufbau benötigt. Andererseits kann es auch zur Energiegewinnung in Muskelzellen dienen. Das spielt bei proteinreicher Kost eine Rolle oder aber bei längeren Anstrengungen und in Hungerphasen, wenn der Körper auf eigene Reserven zurückgreift. Der Abbau von Isoleucin liefert Acetyl-CoA und Propionyl-CoA.[5]
Die Einschätzungen des Tagesbedarfs für gesunde Erwachsene reichen, je nach verwendeter Methode, von 7,5 bis 28 mg Isoleucin pro Kilogramm Körpergewicht.[6] Im menschlichen Organismus kommt Isoleucin fast nur in gebundenem Zustand vor. Die Konzentration von freiem Isoleucin im Blut beträgt rund 7 mg/l, über den Urin werden pro Tag 10 bis 15 mg ausgeschieden.[7]
[Bearbeiten] Gewinnung
L-Isoleucin wird vorwiegend durch Fermentation von Glukoselösungen hergestellt, die L-Threonin enthalten.[8][9] Durch Hydrolyse von Proteinhydrolysaten und nachfolgende Trennoperationen erhält man ein Gemisch der natürlichen Aminosäuren L-Leucin und L-Isoleucin. Diese Konstitutionsisomeren lassen sich z. B. nach einem enzymatischen Verfahren trennen.[10]
[Bearbeiten] Verwendung
Als Bestandteil von Aminosäure-Infusionslösungen [Aminoplasmal® (D), Aminosteril®-N-Hepa (D), Primene® (A)] zur parenteralen Ernährung findet L-Isoleucin, neben anderen Aminosäuren, breite Anwendung in der Humanmedizin. Für Patienten mit gestörter Verdauung wurde eine oral anzuwendende „chemisch definierte Diät“ entwickelt, die L-Isoleucin enthält. In dieser Diät bilden die Aminosäuren die Stickstoffquelle; alle lebensnotwendigen Nährstoffe liegen in chemisch genau definierter Form vor.[8]
[Bearbeiten] Einzelnachweise
- ↑ a b c d Eintrag zu L-Isoleucin in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 19. Januar 2008 (JavaScript erforderlich).
- ↑ Hans Beyer und Wolfgang Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie, Hirzel Verlag, Stuttgart, 1991, ISBN 3-7776-0485-2, S. 823.
- ↑ Nährstoffdatenbank des US-Landwirtschaftsministeriums, 21. Auflage
- ↑ Bernd Hoppe und Jürgen Martens: Aminosäuren – Herstellung und Gewinnung, in: Chemie in unserer Zeit 1984, 18, 73–86.
- ↑ J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie. 6. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Elsevier GmbH, München 2007; S. 735, 746; ISBN 978-3-8274-1800-5
- ↑ A. V. Kurpad, M. M. Regan, T. Raj, J. V. Gnanou: Branched-chain amino acid requirements in healthy adult human subjects. In: J. Nutr. 136(1 Suppl); Jan 2006: S. 256S-63S PMID 16365094 (Volltext)
- ↑ Roche Lexikon Medizin. 5. Auflage. Urban & Fischer Verlag, Elsevier GmbH, München 2003; ISBN 978-3437151507
- ↑ a b Yoshiharu Izumi, Ichiro Chibata und Tamio Itoh: Herstellung und Verwendung von Aminosäuren, in: Angewandte Chemie 1987, 90, 187–194; Angewandte Chemie International Edition in English 1978, 17, 176–183.
- ↑ Hitoshi Enei, Kenzo Yokozeki und Kunihiko Akashi: Recent Progress in Microbial Production of Amino Acids, Gordon & Breach Science Publishers 1989, ISBN 978-2-88124-324-0, S. 1–160.
- ↑ Jürgen Martens und Horst Weigel: Enzymatic Separation of L-Leucine and L-Isoleucine, in: Liebigs Annalen der Chemie 1983, 2052–2054.
[Bearbeiten] Weblinks
-
Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Valin-, Leucin- und Isoleucin-Stoffwechsel – Lern- und Lehrmaterialien
Alanin | Arginin | Asparagin | Asparaginsäure | Cystein | Glutamin | Glutaminsäure | Glycin | Histidin | Isoleucin | Leucin | Lysin | Methionin | Phenylalanin | Prolin | Pyrrolysin | Selenocystein | Selenomethionin | Serin | Threonin | Tryptophan | Tyrosin | Valin
